(57)【要約】【課題】位相折返しを生じずに視野角を拡大して目標の方位を検出することのできるアンテナ装置や、イメージ検出方法、方位検出方法、及びレーダ装置を提供すること。また、装置の小型化を図るとともに連続して反射波を検出することなく方位を検出することのできるアンテナ装置等を提供すること。【解決手段】複数のアンテナ素子を少なくとも２つのアンテナ素子からなるグループに分ける。グループ化されたアンテナ素子が配置されたアンテナ開口面１０を所定の角度で傾斜させ、オフセットを与える。イメージを発生しない範囲の角度の大きさに変化はないが、オフセットが与えられた分、イメージの発生しない範囲はシフトされ、全体としてその範囲が広がり視野角を広げることができる。【選択図】図５
2007198872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受信アンテナ素子により目標からの反射波を受信し、前記受信アンテナ素子間の前記反射波の位相差により前記目標の方位を検出するアンテナ装置において、
前記受信アンテナ素子のうち少なくとも２つの前記受信アンテナ素子は、当該受信アンテナ素子間での前記位相差に更にオフセットが与えられるように設けられ、
前記オフセットが与えられた前記受信アンテナ素子で受信した第１の位相差データと、前記オフセットが与えられていない他の前記受信アンテナ素子で受信した第２の位相差データとから位相折返しによるイメージの発生を検出する検出手段、を備えることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記受信アンテナ素子のうち少なくとも２つの前記受信アンテナ素子は、当該受信アンテナ素子が配置されたアンテナ開口面を前記他の受信アンテナ素子が配置されたアンテナ開口面に対して傾斜させることで、前記受信アンテナ素子間での前記位相差に更にオフセットが与えられることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記第１の位相差データに前記オフセットを加算したデータが前記第２の位相差データと等しくないときに前記イメージの発生を検出することを特徴とする請求項１又は２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
複数の受信アンテナ素子により目標からの反射波を受信し、前記受信アンテナ素子間の前記反射波の位相差により前記目標の方位を検出するアンテナ装置において、
前記複数の受信アンテナ素子を少なくとも２つの前記受信アンテナ素子から構成されるグループに分け、前記グループ内の前記受信アンテナ素子は、当該受信アンテナ素子間での前記位相差に更に前記各グループ毎に異なるオフセットが与えられるように設けられる、ことを特徴とするアンテナ装置。  
【請求項５】
前記受信アンテナ素子の配置されたアンテナ開口面を前記グループ毎に異なる角度で夫々傾斜させることで前記オフセットが与えられることを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
【請求項６】
更に、前記受信アンテナ素子で受信した前記反射波の受信信号が入力される受信手段を備え、
前記各受信アンテナ素子と前記各受信手段との間で経路長差を与えることで前記オフセットを与えることを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
【請求項７】
更に、前記オフセットが与えられた前記受信アンテナ素子で受信した位相差データを前記各グループ毎に検出して前記位相差データの符号が変化する前記グループを検出するとともに、前記符号が変化したグループの位相差データから前記目標の方位を検出する検出手段、を備えることを特徴とする請求項４乃至６記載のアンテナ装置。
【請求項８】
更に、前記検出手段で検出された前記位相差データから位相折返しの生じる前記グループを検出して当該グループの位相差データの位相を補正する補正手段、を備えることを特徴とする請求項７記載のアンテナ装置。
【請求項９】
複数の受信アンテナ素子により目標からの反射波を受信し、前記受信アンテナ素子間の前記反射波の位相差により位相折返しによるイメージを検出するイメージ検出方法おいて、
前記受信アンテナ素子間での前記位相差に更にオフセットが与えられるように設けられた少なくとも２つの前記受信アンテナ素子で受信した第１の位相差データと、前記オフセットが与えられていない他の前記受信アンテナ素子で受信した第２の位相差データとを検出し、
前記第１の位相差データに前記オフセットを加算したデータが前記第２の位相差データと等しくないときに前記イメージの発生を検出する、ことを特徴とするイメージ検出方法。
【請求項１０】
複数の受信アンテナ素子により目標からの反射波を受信し、前記受信アンテナ素子間の前記反射波の位相差により前記目標の方位を検出する方位検出方法において、
前記複数の受信アンテナ素子を少なくとも２つの前記受信アンテナ素子から構成されるグループに分け、当該受信アンテナ素子間での前記位相差に更に前記各グループ毎に異なるオフセットが与えられるように設けられた前記各受信アンテナ素子で位相差データを検出し、
前記位相差データの符号の変化する前記グループで検出された前記位相差データに基づいて前記目標の方位を検出する、ことを特徴とする方位検出方法。
【請求項１１】
送信アンテナから送信波を送信して、複数の受信アンテナ素子により目標からの反射波を受信し、前記受信アンテナ素子間の前記反射波の位相差により前記目標の方位を検出するレーダ装置において、
前記受信アンテナ素子のうち少なくとも２つの前記受信アンテナ素子は、当該受信アンテナ素子間での前記位相差に更にオフセットが与えられるように設けられ、
前記オフセットが与えられた前記受信アンテナ素子で受信した第１の位相差データと、前記オフセットが与えられていない他の前記受信アンテナ素子で受信した第２の位相差データとから位相折返しによるイメージの発生を検出する検出手段、を備えることを特徴とするレーダ装置。
【請求項１２】
送信アンテナから送信波を送信して、複数の受信アンテナ素子により目標からの反射波を受信し、前記受信アンテナ素子間の前記反射波の位相差により前記目標の方位を検出するレーダ装置において、
前記複数の受信アンテナ素子を少なくとも２つの前記受信アンテナ素子から構成されるグループに分け、前記グループ内の前記受信アンテナ素子は、当該受信アンテナ素子間での前記位相差に更に前記各グループ毎に異なるオフセットが与えられるように設けられる、ことを特徴とするレーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のアンテナ素子で受信した反射波の位相差から目標の方位を検出するアンテナ装置、イメージ検出方法、方位検出方法、及びレーダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、送信アンテナから送信波を出力し、目標で反射した反射波を受信アンテナで受信することで、目標の方位を検出するアンテナ装置がある。
【０００３】
このようなアンテナ装置では、アンテナ素子間の経路差が反射波の波長の整数倍になると、いわゆる位相折返しが発生する。位相折返しの発生した反射波を受信したとき、アンテナ装置は目標の方位を誤って検出してしまう。
【０００４】
そこで、従来では、異なる間隔の素子アンテナで受信した受信信号の位相差から目標物の予測方位を夫々算出し、両者が一致したときの方位を採用するようにしたレーダ装置が開示されている（例えば、以下の特許文献１）。
【０００５】
また、前回の測定期間で検出された物標の予測位置と、今回の測定期間で検出された物標の検出位置とを比較して、予測位置の中に検出位置と一致するものがあり、且つその予測位置が見かけ上の予測位置であれば実際の予測位置が属する方位エリアを特定して方位補正を行うようにした方位検出装置も開示されている（例えば、以下の特許文献２）。
【特許文献１】特開２０００−２３０９７４号公報
【特許文献２】特開２００４−１７０３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、複数のアンテナ素子を夫々異なる間隔に設ける必要があるため、結果的に装置全体が大きくなり、装置の小型化を図ることができない。
【０００７】
また、特許文献２では、予測位置と検出位置とを得るために連続して反射波を検出する必要があり、不連続に現れた目標への対応が困難となる。
【０００８】
一方、かかるアンテナ装置が、例えば車両に搭載されて、近距離で割り込む車両を検出する渋滞追従用レーダや、レーン変更前に隣接レーンの後側方を監視する周辺監視レーダとして用いられた場合、近距離の目標を検出するために広い視野角が要求される。
【０００９】
しかし、目標がレーダ中心から離れるに従い位相折返しにより、あたかもレーダ中心に目標があるかのようなイメージ（本来と異なる角度で現れた虚像）が生じ、視野角を制限する要因にもなっていた。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものでその目的は、位相折返しを生じずに視野角を拡大して目標の方位を検出することのできるアンテナ装置や、イメージ検出方法、方位検出方法、及びレーダ装置を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、装置の小型化を図るとともに、連続して反射波を検出することなく方位を検出することのできるアンテナ装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、複数の受信アンテナ素子により目標からの反射波を受信し、前記受信アンテナ素子間の前記反射波の位相差により前記目標の方位を検出するアンテナ装置において、前記受信アンテナ素子のうち少なくとも２つの前記受信アンテナ素子は、当該受信アンテナ素子間での前記位相差に更にオフセットが与えられるように設けられ、前記オフセットが与えられた前記受信アンテナ素子で受信した第１の位相差データと、前記オフセットが与えられていない他の前記受信アンテナ素子で受信した第２の位相差データとから位相折返しによるイメージの発生を検出する検出手段、を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は上記アンテナ装置において、前記受信アンテナ素子のうち少なくとも２つの前記受信アンテナ素子は、当該受信アンテナ素子が配置されたアンテナ開口面を前記他の受信アンテナ素子が配置されたアンテナ開口面に対して傾斜させることで、前記受信アンテナ素子間での前記位相差に更にオフセットが与えられることを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明は上記アンテナ装置において、前記検出手段は、前記第１の位相差データに前記オフセットを加算したデータが前記第２の位相差データと等しくないときに前記イメージの発生を検出することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は上記目的を達成するために、複数の受信アンテナ素子により目標からの反射波を受信し、前記受信アンテナ素子間の前記反射波の位相差により前記目標の方位を検出するアンテナ装置において、前記複数の受信アンテナ素子を少なくとも２つの前記受信アンテナ素子から構成されるグループに分け、前記グループ内の前記受信アンテナ素子は、当該受信アンテナ素子間での前記位相差に更に前記各グループ毎に異なるオフセットが与えられるように設けられることを特徴とする。
【００１６】
更に、本発明は上記アンテナ装置において、前記受信アンテナ素子の配置されたアンテナ開口面を前記グループ毎に異なる角度で夫々傾斜させることで前記オフセットが与えられることを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明は上記アンテナ装置において、前記受信アンテナ素子で受信した前記反射波の受信信号が入力される受信手段を更に備え、前記各受信アンテナ素子と前記各受信手段との間で経路長差を与えることで前記オフセットを与えることを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明は上記アンテナ装置において、前記オフセットが与えられた前記受信アンテナ素子で受信した位相差データを前記各グループ毎に検出して前記位相差データの符号が変化する前記グループを検出するとともに、前記符号が変化したグループの位相差データから前記目標の方位を検出する検出手段を更に備えることを特徴とする。
【００１９】
更に、本発明は上記アンテナ装置において、前記検出手段で検出された前記位相差データから位相折返しの生じる前記グループを検出して当該グループの位相差データの位相を補正する補正手段を更に備えることを特徴とする。
【００２０】
更に、上記目的を達成するために本発明は、複数の受信アンテナ素子により目標からの反射波を受信し、前記受信アンテナ素子間の前記反射波の位相差により位相折返しによるイメージを検出するイメージ検出方法おいて、前記受信アンテナ素子間での前記位相差に更にオフセットが与えられるように設けられた少なくとも２つの前記受信アンテナ素子で受信した第１の位相差データと、前記オフセットが与えられていない他の前記受信アンテナ素子で受信した第２の位相差データとを検出し、前記第１の位相差データに前記オフセットを加算したデータが前記第２の位相差データと等しくないときに前記イメージの発生を検出することを特徴とする。
【００２１】
更に、上記目的を達成するために本発明は、複数の受信アンテナ素子により目標からの反射波を受信し、前記受信アンテナ素子間の前記反射波の位相差により前記目標の方位を検出する方位検出方法において、前記複数の受信アンテナ素子を少なくとも２つの前記受信アンテナ素子から構成されるグループに分け、当該受信アンテナ素子間での前記位相差に更に前記各グループ毎に異なるオフセットが与えられるように設けられた前記各受信アンテナ素子で位相差データを検出し、前記位相差データの符号の変化する前記グループで検出された前記位相差データに基づいて前記目標の方位を検出することを特徴とする。
【００２２】
更に、上記目的を達成するために本発明は、送信アンテナから送信波を送信して、複数の受信アンテナ素子により目標からの反射波を受信し、前記受信アンテナ素子間の前記反射波の位相差により前記目標の方位を検出するレーダ装置において、前記受信アンテナ素子のうち少なくとも２つの前記受信アンテナ素子は、当該受信アンテナ素子間での前記位相差に更にオフセットが与えられるように設けられ、前記オフセットが与えられた前記受信アンテナ素子で受信した第１の位相差データと、前記オフセットが与えられていない他の前記受信アンテナ素子で受信した第２の位相差データとから位相折返しによるイメージの発生を検出する検出手段、を備えることを特徴とする。
【００２３】
更に、上記目的を達成するために本発明は、送信アンテナから送信波を送信して、複数の受信アンテナ素子により目標からの反射波を受信し、前記受信アンテナ素子間の前記反射波の位相差により前記目標の方位を検出するレーダ装置において、前記複数の受信アンテナ素子を少なくとも２つの前記受信アンテナ素子から構成されるグループに分け、前記グループ内の前記受信アンテナ素子は、当該受信アンテナ素子間での前記位相差に更に前記各グループ毎に異なるオフセットが与えられるように設けられる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、位相折返しを生じずに視野角を拡大して目標の方位を検出できるアンテナ装置や、イメージ検出方法、方位検出方法、及びレーダ装置を提供することができる。また、本発明によれば、装置の小型化を図るとともに、連続して反射波を検出することなく方位を検出することのできるアンテナ装置等も提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の形態について、以下図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係るアンテナ装置１の一構成例を示す図である。
【００２６】
アンテナ装置１は、複数のアンテナ素子１１〜１５と、複数の受信器２１〜２５と、マルチプレクサ３０と、Ａ／Ｄ変換部４０、及びマイコン５０とから構成される。
【００２７】
アンテナ素子１１〜１５は、受信アンテナのアンテナ素子であり、目標から反射した反射波を受信して受信信号を出力する。
【００２８】
受信器２１〜２５は、各々アンテナ素子１１〜１５と接続され、アンテナ素子１１〜１５からの受信信号に対してローカル信号を混合してビート信号を生成して出力する。尚、受信器２１〜２５は順次スキャンされてビート信号を出力する。本アンテナ装置１は、いわゆる電子スキャン方式のアンテナ装置である。
【００２９】
マルチプレクサ３０は、各受信器２１〜２５と接続され、各受信器２１〜２５からのビート信号を多重化して出力する。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換部４０は、マルチプレクサ３０と接続され、多重化されたアナログのビート信号をデジタルのビート信号に変換して出力する。
【００３１】
マイコン５０は、Ａ／Ｄ変換部４０と接続され、デジタル変換されたビート信号に対して種々の信号処理を行う。
【００３２】
尚、図１に示すアンテナ装置１では、アンテナ素子１１〜１５が「５個」の例で示しているが、複数個であればその個数は何個でもよい。また、別途、送信用のアンテナを設けてもよい。
【００３３】
このように構成されたアンテナ装置１において、まず、位相折返しによるイメージを検出する手法について述べる。イメージとは、位相折返しにより、本来と異なる角度で現れた虚像のことである。
【００３４】
図２（Ａ）と図２（Ｂ）は、アンテナ素子１１〜１４の構成例である。アンテナ素子１１〜１４は４素子で構成される。
【００３５】
まず、このアンテナ素子１１〜１４を２グループに分ける。図２（Ａ）に示すように、グループ１はアンテナ素子１１、１２で、グループ２はアンテナ素子１３、１４である。
【００３６】
そして、グループ２のアンテナ素子１３、１４間にΔθｐの位相差（オフセット値）を持たせる。図２（Ａ）に示すように、グループ２のアンテナ開口面１０をグループ１のアンテナ開口面１０に対して傾斜させることで位相差Δθｐを持たせる。
【００３７】
このとき、グループ１のアンテナ素子１１、１２で受信した位相差データをｘ１、グループのアンテナ素子１３、１４で受信した位相差データをｘ２とすると、位相折返しが発生したときに検出されるｘ１とｘ２との関係は、図２（Ａ）に示すように、
ｘ１＋２π＝ｘ２＋Δθｐ      ・・・（１）
となる。
【００３８】
尚、入射波（目標からの反射波）ＩＮは、θ方向から到来しているものとする。
【００３９】
一方、位相折返しが発生していないときのｘ１とｘ２の関係は、図２（Ｂ）に示すように、
ｘ１＝ｘ２＋Δθｐ            ・・・（２）
となる。
【００４０】
従って、検出された位相差データｘ１、ｘ２から（２）式が成立すれば、イメージは発生せず、（２）式が成立しないとイメージが発生したことになる。
【００４１】
図３は、イメージを検出する処理の動作を示すフローチャートである。処理が開示されると（Ｓ１０）、マイコン５０は検出した受信信号から位相差データｘ１、ｘ２を測定し、（２）式が成立するか否かを判断する（Ｓ１１）。
【００４２】
（２）式が成立すれば（Ｓ１１でＹＥＳ）、マイコン５０は、測定したｘ１が実データであると判断し（Ｓ１２）、処理を終了する（Ｓ１３）。
【００４３】
一方、（２）式が成立しないと（Ｓ１１でＮＯ）、マイコン５０は測定したｘ１はイメージと判断して（Ｓ１４）、処理を終了する（Ｓ１３）。
【００４４】
このように、一方のグループのアンテナ素子１１、１２は位相差Δθを設けず、他方のグループのアンテナ素子１３、１４に位相差Δθを設け、検出した位相差データｘ１、ｘ２から位相折返しを検出することができるので、簡易にイメージの発生を検出できる。また、検出に際して一度位相差データｘ１、ｘ２が検出できればイメージを検出できるため、連続して反射波を検出する必要もない。また、不連続に現れた目標への対応も可能となる。例えば、アンテナ装置１が車両に搭載された場合、隣接レーンから突然近距離に割り込むようなときでも、目標車両を検出することができる。従って、どのような状況においてもイメージの発生を検出できる。
【００４５】
前述の例ではイメージの検出に際し、（２）式の成立、非成立によりイメージを検出した。例えば、（１）式が成立すればイメージ発生、そうでないと実データとして検出するようにしてもよい。この場合も、前述の例と同様の作用効果を奏する。
【００４６】
次に、オフセットバイアス値（以下では、鉛直方向とアンテナ開口面に垂直な方向とでなす角度）Δθを各アンテナ開口面に与えて、位相折返しを生じない範囲を広げ、視野角を拡大する例について説明する。図４（Ａ）〜（Ｃ）はその概念を示す図である。
【００４７】
まず、図４（Ａ）に示すように、複数の（受信）アンテナ素子をＮ（Ｎは整数）グループに分ける。各グループには少なくとも２個のアンテナ素子が含まれる。尚、図４（Ａ）に示す番号はグループ番号である。
【００４８】
グループ分けに際し、Ｎは
ΔΦ／Ｎ≦Δθ（ΔΦは目標視野角）    ・・・（３）
を満足する必要がある。つまり、アンテナ素子は必ずいずれかのグループに属するようにグループ分けを行う。各グループのアンテナ素子において検出できない視野角が発生するのを防止するためである。
【００４９】
各グループのアンテナ素子には、図４（Ｂ）に示すように、イメージを発生しない範囲としてΔφがある。これは、入射波ＩＮの波長λとアンテナ素子の間隔ｄとから求めることができる。
【００５０】
そして、グループ１のオフセットバイアス値Δθ１は、
Δθ１＝−Δφ・（Ｎ/２−１）      ・・・（４）
により求める。グループ２のオフセットバイアス値Δθ２は、
Δθ２＝−Δφ/２・（Ｎ/２−２）    ・・・（５）
により求める。
【００５１】
順次各グループのオフセットバイアス値Δθを求め、グループＮのオフセットバイアス値ΔθＮを
ΔθＮ＝Δφ・（Ｎ/２−１）        ・・・（６）
により求める。
【００５２】
各グループにおいて、イメージを発生しない範囲Δφ自体の大きさは変化しないが、オフセットバイアス値Δθがある分だけ、各グループにおけるイメージの発生しない範囲Δφはシフトされ、全体としてイメージを発生しない範囲を広げることができ、視野角ΔΦを広げることができる(図４（Ｃ）参照)。
【００５３】
具体例で説明する。図５（Ａ）〜図５（Ｃ）はその一例である。まず、アンテナ素子１１〜１４のグループ化を行う。図５（Ａ）に示すように、グループ１をアンテナ素子１１、１２、グループ２をアンテナ素子１３、１４とする。尚、アンテナ素子１９は送信アンテナ用の素子である。
【００５４】
Ｎ＝２、Δφ＝６０°とすると、（４）式、（６）式から、
Δθ１＝−３０°、Δθ２＝３０°
を得る。このオフセットバイアス値Δθ１、Δθ２を有するアンテナ素子の構成例を図５（Ｂ）に示す。
【００５５】
このとき、グループ１のアンテナ素子１１、１２は夫々イメージを発生しない範囲Δφとして６０°あるが、この角度自体に変化はない。しかし、オフセットバイアス値Δθのある分だけ傾斜しているため、イメージの発生しない範囲φは、水平面から見ると斜め左方向に６０°の範囲を有することになる。
【００５６】
一方、グループ２のアンテナ素子１３、１４も同様で、イメージの発生しない範囲Δφは、水平面から見ると斜め右方向に６０°の範囲を有する。
【００５７】
これらの両者を足し合わせることで、全体として１２０°の目標視野角ΔΦを有し、この範囲ではイメージを発生しないことになる（図５（Ｃ）参照）。
【００５８】
このようにオフセットバイアス値Δθを有するように各グループのアンテナ開口面を傾けるようにすることで、視野角を拡大できる。このとき、オフセット分だけ傾斜しているため、イメージの発生しない範囲を広げることができる。従って、位相折返しを生じずに視野角を拡大することができる。
【００５９】
また、本実施例の場合、アンテナの間隔を変化させる必要もないため、アンテナ装置１全体の小型化を図ることもできる。
【００６０】
次にこのように構成されたアンテナ素子を備えるアンテナ装置１における方位検出の手法について説明する。図６は、方位検出の動作を示すフローチャートの一例である。
【００６１】
まず、処理が開始されると（Ｓ２０）、マイコン５０はグループ１〜Ｎまでの受信信号から位相差データｘ１、ｘ２、・・・、ｘＮを測定する（Ｓ２１）。
【００６２】
次いで、マイコン５０は測定した位相差データｘ１、ｘ２、・・・、ｘｎの符号が変化するグループ番号ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）を検出する（Ｓ２２）。
【００６３】
図７（Ａ）は、オフセットバイアス値Δθと入射波ＩＮの到来方向の関係を示す図である。各グループのアンテナ素子に入射波ＩＮが入力されるが、アンテナ開口面を傾斜させてオフセットバイアス値Δθを有するため、入射波ＩＮの入射角度が各グループで異なる。しかし、入射角度がアンテナ開口面と略直交するグループでは、アンテナ素子で検出した位相差データｘは非常に小さい値を有し、位相折返しの発生する確率は非常に小さいものとなる。つまり、位相差データｘの符号が「＋」から「−」、又は「−」から「＋」に変化する番号のグループでは位相折返しが発生する確率が小さく、このグループ内のアンテナ素子で測定した位相差データｘｉから方位θを検出すれば目標の方位を正確に検出することができる。
【００６４】
図７（Ａ）は、ｉグループで位相差データｘｉの符号が「＋」から「−」に変化した場合の例を示す。（ｉ＋１）グループでは、２つのアンテナ素子１１、１２での位相差データｘ（ｉ＋１）は「＋」となる（図７（Ｂ）参照）。一方、ｉグループでは、２つのアンテナ素子１３、１４での位相差データｘｉは「−」となる（図７（Ｃ）参照）。
【００６５】
図８は、同じく入射波ＩＮの到来方向と各グループとの関係を示す図であるが、各グループのアンテナ開口面を水平に見たときの図である。入射波ＩＮの到来方向に対して、位相差データｘの符号の変化するグループ（ｉグループ）では、正確な入射波ＩＮの方位θを検出する可能性が高まることが理解される。
【００６６】
図６に戻り、次いでマイコン５０は、グループ番号ｉの位相差データｘｉとオフセットバイアス値Δθｉから入射波ＩＮの方位θを算出する（Ｓ２３）。方位θの算出は、
θ＝ｓｉｎ−１（ｘｉ/２π・λ/ｄ）＋Δθｉ        ・・・（７）
により求める。ここで、λは入射波ＩＮの波長、ｄはアンテナの素子間隔である。
【００６７】
次いで、マイコン５０は位相折返しの発生したグループ番号ｋ（ｋ＝０、１、・・・、Ｎ）を検出して位相補正を行う（Ｓ２４）。位相折返しの発生したグループ番号ｋは、ｊ＝１〜Ｎについて以下の式が成立するようなｋを選定することにより求める。
【００６８】
ｄｓｉｎ（θ＋Δθｊ）/λ＋ｘｊ＋２ｋπ＝ｄｓｉｎ（θ＋Δθｉ）/λ＋ｘｉ    ・・・（８）
位相補正は、例えば、検出した位相データｘｋに対して２πを加算したり、減算したりすることで、位相折返しの発生した位相データｘｋを補正する。
【００６９】
次いで、マイコン５０は、位相補正後の位相差データｘｋや、他の位相差データｘを基にしてＤＢＦ（Digital Beam Forming）等の演算処理を行う（Ｓ２５）。
【００７０】
そして、マイコン５０は一連の処理を終了する（Ｓ２６）。
【００７１】
このように、本実施例による入射波ＩＮの方位θの測定に関し、各グループでアンテナ開口面に対してオフセットさせ、検出した位相差データｘからその符号が変化するグループを求め、そのグループのアンテナ素子から方位θを算出しているので、位相折返しを検出することなく正確に方位θを検出できる。
【００７２】
前述の例では、各グループのアンテナ開口面を夫々異なる角度で傾斜させることで、各グループのアンテナ素子間においてオフセットバイアス値Δθを与えていた。それ以外にも、アンテナ開口面を全て水平にして、アンテナ素子から受信器までの経路内で経路長差を与えることでオフセットバイアス値Δθを与えるようにしてもよい。図９は、その一例である。
【００７３】
アンテナ素子１１から受信器２１までの経路長と、アンテナ素子１２から受信器２２までの経路長の差をΔＬとする。この経路長差ΔＬを、オフセットバイアス値Δθに相当する分だけ与えればよい。即ち、
ΔＬ＝（λｇ／３６０°）・Δθ      ・・・（９）
により求める。ここで、λｇは経路内の受信信号の波長である。
【００７４】
例えば、図５（Ａ）の例では、Δθ１＝−３０°である。従って、（９）式から、ΔＬ＝（λｇ／３６０°）・（−３０°）となる。この値の分だけ経路長差ΔＬを設けるように、受信器２１、２２を配置させればよい。他方のアンテナ素子１３、１４と受信器２３、２４との関係も同様である。従って、図９に示すように構成することで、オフセットバイアス値Δθを与えることができる。
【００７５】
この例においても、各グループでオフセットバイアス値Δθが与えられているため、アンテナ開口面を傾斜させてオフセットバイアス値Δθを与えた場合と全く同様に位相折返しの生じない範囲を拡大させ視野角を拡大することができる。
【００７６】
言い換えると、各グループ内での受信アンテナ素子は各受信アンテナ素子間での位相差に対して更にオフセットが与えられるように設けられ、そのオフセットはグループ毎に異なるものとなる。オフセットの与え方は、アンテナ開口面を傾ける例と、受信アンテナ素子から受信器までの経路長差で与える例の２つを説明した。
【００７７】
その後、このように構成されたアンテナ装置１を用いて図６に示す処理を行うことで、前述した例と同様に目標の方位θを正確に検出することができる。
【００７８】
前述したいずれの例も、全グループの位相差データｘを用いて、方位θを算出して位相補正を行いＤＢＦ等の処理を行うようにした。それ以外にも、例えば、目標が近距離（例えば、０〜３０ｍ程度）の場合に全グループに対して上述の処理を行い、遠距離の場合に処理を行うグループの範囲を、イメージを生じない範囲に限定して通常のＤＢＦの処理を行うようにしてもよい。そして、これらの処理を時分割で切り替えて処理を行う。つまり、目標が近距離の場合、全グループを使用して処理を行い、遠距離の場合中心（位相差データの符号が変化するグループ）から数グループ使用して処理を行う。これにより、遠距離の場合全グループに対して処理を行わない分、全体として処理を速めることができるとともに、上述した例と同様の作用効果を奏する。この場合、本アンテナ装置１は近距離と遠距離とを併用するセンサシステムとして用いることができる。
【００７９】
図１０は、アンテナ装置１が搭載されたレーダ装置１００の構成例を示す図である。レーダ装置１００は、図１のアンテナ装置１に、発振器２９と送信アンテナ素子１９とを追加した構成となっている。
【００８０】
発振器２９から出力された送信信号に基づいて、送信アンテナ素子１９は送信波を送信する。この送信波は目標で反射され、この反射波を受信アンテナ素子１１〜１５で受信する。その後の動作は上述したいずれの例と全く同様である。本レーダ装置１００でも同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係るアンテナ装置の構成例を示す図である。
【図２】図２（Ａ）と図２（Ｂ）はアンテナ素子の構成例を示す図である。
【図３】イメージを検出する処理の例を示すフローチャートである。
【図４】図４（Ａ）はアンテナ素子のグループ化の例、図４（Ｂ）は各アンテナグループの視野角の例、図４（Ｃ）はオフセット後の各グループの視野角の例を示す。
【図５】図５（Ａ）はアンテナ素子のグループ化の例、図５（Ｂ）はアンテナ素子の構成例、図５（Ｃ）はオフセット後の各グループの視野角の例を示す図である。
【図６】方位測定と位相補正の処理の例を示すフローチャートである。
【図７】図７（Ａ）は位相差と入射波到来方向の関係、図７（Ｂ）は（ｉ＋１）グループの位相差の例、図７（Ｃ）はｉグループの位相差の例を示す図である。
【図８】入射波と各グループの関係を示す図である。
【図９】アンテナ装置の他の構成例を示す図である。
【図１０】レーダ装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１：アンテナ装置、１１〜１５：（受信）アンテナ素子、１９：（送信）アンテナ素子、２１〜２５：受信器、２９：発振器、３０：マルチプレクサ、４０：Ａ／Ｄ変換部、５０：マイコン、１００：レーダ装置、θ：方位、Δθ：位相差（オフセット値）又はオフセットバイアス値、ΔΦ：目標視野角、Δφ：イメージの発生しない範囲、Ｎ：グループ番号、ｘ：位相差データ、ＩＮ：入射波
【図１】
2007198872.tif 000003
【図２】
2007198872.tif 000004
【図３】
2007198872.tif 000005
【図４】
2007198872.tif 000006
【図５】
2007198872.tif 000007
【図６】
2007198872.tif 000008
【図７】
2007198872.tif 000009
【図８】
2007198872.tif 000010
【図９】
2007198872.tif 000011
【図１０】
2007198872.tif 000012